Page 98 - 《高原气象》2022年第6期

6 期 柳龙生等：一次入海气旋在黄渤海造成的海雾过程分析 1461
但其也是黄渤海海雾发生发展的一类类型，增强对 基于静止卫星数据的海雾动态阈值反演，这种方法
这类海雾发展过程的理解，也有助于改进黄渤海海 将 SST 定量转换成卫星遥感可参考的阈值，进而应
雾过程的认识和预报。2020 年 5 月 2 日 20:00（北京 用到海雾遥感中，利用卫星红外通道亮温与海表面
时，下同），在山东东南部有温带气旋移入黄海，在 温度二者之差可以有效的区分海雾和层云，尤其是
气旋西侧和北侧出雾，并且随着气旋的东移，雾区 在夜间利用水汽通道和红外窗通道可以较好地区
范围逐渐扩大，3 日早晨到夜间，黄渤海自西向东 分雾和低云，实现融合海雾生消机理的高频自适应
出现了显著的大雾天气，从 4 日早晨开始随着冷空 的动态阈值海雾反演方法，这在中国近海通过与观
气南下大雾自北向南消散。以往的学者研究了高 测资料的对比验证认为是可行的。图 1［图 1及文中
压控制下黄海的平流雾，但是对于气旋影响在海上 涉及的地图是基于国家测绘地理信息局标准地图
成雾的研究并不多见，本文旨在分析本次入海气旋 服务网站下载的审图号为 GS（2016）1563 号的中国
在黄渤海产生大雾过程的天气特征，提升对温带气
地图（世界地图）制作，底图无修改］为 2020 年 5 月
旋这种特殊天气系统成雾的认识，以期为将来黄渤
2-4 日基于 Himawari-8 卫星数据的动态阈值反演
海海雾预报提供参考依据。
海雾落区。2 日 20:00［图 1（a）］，温带气旋从山东
2 资料来源和方法介绍 东南部移入黄海海域，此时黄海大部海域为云系所
覆盖，位于气旋北侧的渤海海峡和黄海北部已出现
所用资料包括 ERA5 逐小时再分析数据（空间
小范围雾区。随着气旋的东移，雾区范围逐渐扩
分辨率为 0. 25°×0. 25°）、中国沿岸自动站逐小时观
大，3日 02:00［图 1（b）］，位于气旋西侧的黄海西部
测数据、空气粒子源地分析采用 NOAA空气资源实
海域出现了大面积的雾，在气旋北侧的雾也在渤
验室开发的拉格朗日轨迹模式HYSPLIT v4. 9。
海、渤海海峡、黄海北部海域延伸。3日08:00［图1
利用块体法（Blanc，1985；邵庆秋等，1991；褚
（c）］，气旋进一步东移，整个黄渤海海雾范围也进
健婷等，2006；史得道等，2018）计算海气界面的湍
一步扩大。到了3日14:00［图1（d）］，渤海北部雾区
流感热通量和潜热通量：
开始收缩，黄海大部海域都被海雾覆盖。3日 20:00
感热通量：
［图 1（e）］，渤海、渤海海峡和黄海北部海域的雾区
（1）
Q s = ρc p c h (T s - T a )u 10
范围明显减小，黄海中部和南部仍有大范围的海
潜热通量：
雾，至4日20:00［图1（f）］，黄渤海海雾趋于消散。
（2）
Q l = ρLc e (q s - q a )u 10
3. 2 自动气象站监测
式中： ρ 为空气密度； c p 为空气定压比热； c h 为热量
从地面成山头观测站的大气水平能见度时序
交换系数； c e 为水汽交换系数； L 为蒸发的水汽潜
图（图 2）可以发现，从 2 日 20:00 开始大气水平能见
热； T s 为海表温度； T a 为 2 m处气温； q s 为海气界面
度开始下降，近地面为东南风，到 3日 02:00出现大
处湿空气比湿； q a 为 2 m 处湿空气比湿； u 10 为 10 m
气水平能见度 0. 3 km 的浓雾，3 日 05:00 出现大气
处水平风速。
水平能见度低至 0. 1 km 的强浓雾，此时风向转为
湍流动能局地倾向方程（杨悦和高山红，2016）
偏东风，并且一直持续到 3日早上，3日白天受太阳
∂E TK = Adv + Q shear + Q buoy + T r + P - ε （3）
∂t 辐射影响大气水平能见度有所回升，14:00 大气水
式中： Adv 为平流项； Q shear 和 Q buoy 分别为机械剪切 平能见度升至 1. 1 km，风向开始转为东北风，随后
项与浮力项（主要贡献项）； T r 为湍流动能的湍流运 大气水平能见度再次下降，到夜间出现大气水平能
( - ----- ∂ u - ----- ∂ v ) 大气水平能见度开始快速回升，雾区范围自北向南
输项； P 为压强相关项； ε 为耗散项，其中 Q shear = 见度 0. 2 km 强浓雾，3 日 23:00 后风向转为西北风，
-
-
- u'w' ∂z + v'w' ∂z 。 收缩。
图 3 为 2020 年 5 月 2-4 日荣成（54778）和青岛
3 海雾实况
（54857）的露点、温度和气压图。从荣成站［图 3
3. 1 海雾卫星监测 （a）］来看，3 日 00:00 之前是以降水为主，此时气压
由于海上缺少观测资料，利用卫星遥感资料对 显著降低，这是气旋引起的辐合抬升运动造成的，
海雾进行监测成为更加有效的方式（吴晓京等， 00:00 之后随着气旋的进一步东移，风向由东南风
2015；王宏斌等，2018），Zhang and Yi（2013）提出 转为偏东风，开始出现了雨转雾的现象，同时还能